植物油再生剂老化时间对再生沥青与集料黏附性的影响研究

废弃植物油再生沥青成本低、绿色环保、性能较好，具有广阔发展前景。为探究植物油再生剂最佳老化时间及对再生沥青与集料黏附性的影响，将大豆油分别老化2、4、6、8、10、12、14、16、18、20 h,制备了11种不同老化程度的植物油再生剂，对短期老化后的50号基质沥青进行再生，并进行了布洛克菲尔黏度、红外光谱、改进型的水煮法以及接触角测试等试验。结果表明：(1)随植物油再生剂老化时间增加，再生沥青黏度增加；(2)植物油老化后羰基、亚砜基含量增加使再生沥青亲水基团含量增加，疏水性降低；(3)沥青再生后，再生剂含有的轻质组分使沥青与集料黏附性增加，随再生剂老化时间增加，剥落面积百分率降低，抗水损害能力增加；(4)Z11再生沥青部分指标接近或超出基质沥青，再生效果最佳，再生剂最佳老化时间为20 h。     

一种植物油基再生剂对老化沥青性能的影响

该文以废弃植物油为主要原料,与芳烃油以及少量添加剂复配制得一种沥青路面用热再生剂ZZ-1。试验室对比测试自制再生剂与市购其余两种再生剂的傅里叶红外图谱、热稳定性和对短期老化沥青的再生效果。结果表明：自主研发再生剂闪点、老化前后的质量损失、黏度比等指标均满足规范要求,且再生效果优于市场购置的其余两种再生剂,另外,掺量为5%～6%的再生剂ZZ-1即可较好地恢复老化沥青的性能。     

再生剂对长期路用老化沥青路用性能的影响

通过对沥青混合料、老化沥青混合料,以及经过2种不同再生剂再生处理的老化沥青混合料的高温性能、低温开裂性能、水稳定性能、疲劳性能进行研究,考察了再生剂对长期路用老化沥青及其混合料路用性能的影响规律。对比研究了不同再生剂作用下长期路用老化沥青混合料路用性能的再生修复效果。结果表明,再生剂的加入可使老化沥青混合料的基本路用性能在一定程度上恢复还原;通过2种再生剂对长期路用老化沥青再生效果的研究,可以发现再生剂对老化沥青混合料改善作用具有选择性,即老化沥青对合适的再生剂有着具体的要求。     

植物油再生沥青及其混合料路用性能试验研究

为了缓解沥青路面大中修过程中废旧沥青混合料(RAP)的再生利用问题,研究采用菜籽油作为基础油分,添加邻苯二甲酸二甲酯(DMP)作为增塑成分,环氧大豆油作为抗氧化组分复配出一种具有增溶、降黏、抗氧化作用的新型环保再生剂。通过沥青动态剪切流变(DSR)试验验证再生剂对老化沥青的再生效果,并阐释新-旧沥青在再生剂作用下的渗透融合过程。再生沥青及其混合料试验结果表明:1)在0%～6%范围内,随着ZDDP含量的增加,再生剂抗老化性能不断提高; 2)在0%～8%区间内,随着再生剂掺量的增加,再生沥青混合料水稳定性能不断增长,但相较于低温性能对RAP掺量影响较小; 3)添加老化沥青质量6%的再生剂,可确保80%RAP掺量混合料的低温和水稳定性满足规范要求。     

基于人工RAP老化沥青的新旧沥青融合特性研究

高掺量的旧沥青混合料(RAP)用于沥青路面再生具有一定的挑战性和困难性,主要是由于RAP中老化后的沥青劲度较高,在二次使用后变得更硬,对沥青的低温开裂性能不利。具有明显环保优势的生物再生剂可降低RAP的劲度并增加其黏性成分,该再生剂同RAP的结合应用也受到了相关研究者的广泛关注。但是目前尚无研究进行生物再生剂、软沥青以及温拌添加剂对高掺量人工RAP老化沥青再生效果的完全评估和比较。为了解决这一问题,本研究中,使用了生物再生剂和另外两种再生剂,即软沥青和Evotherm-DAT来比较这3种典型再生剂对含有不同比例人工RAP老化沥青的再生效果。通过进行针入度、软化点、旋转黏度、动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)实验,来表征所制备再生样品的基本性能、施工和易性和流变性能。测试结果表明:该生物再生剂在较高掺量RAP沥青中使用时具有较好的再生效果,尽管在低温性能方面的改善不大。此外,Evotherm-DAT对含有30%人工RAP老化沥青的试样具有显着的软化作用。实验结果同时表明,当掺量分别为50%和80%时,Evotherm-DAT和生物再生剂可以分别发挥其优良的再生性能。     

SBS改性沥青再生剂耦合老化研究

为了深入研究开发的SBS改性沥青再生剂ZZ在复杂自然环境下抵抗热、光、水耦合老化的能力,选取了RA-2、DN100、DN101广泛使用的3种沥青再生剂,对RTFOT、耦合老化前后质量损失、粘度比及结构官能团指数变化进行了对比试验研究,结果表明:再生剂RTFOT及热、光、水耦合老化前后质量变化和粘度比均具有很好的相关性,即老化后的质量变化越小,粘度比越小,再生剂的抗老化性能越好;通过对RTFOT及热、光、水耦合老化前后沥青再生剂分别进行红外光谱分析,老化后沥青再生剂的羰基指数CI、亚砜基指数SI增大,芳烃指数FI下降,含氧极性官能团的增加,导致再生剂中分子间作用力增强,粘度增大。综上分析,SBS改性沥青再生剂ZZ的抗老化能力明显优于其他3种再生剂。     

再生剂对不同老化程度沥青再生性能的影响

采用再生剂对不同老化程度的沥青进行再生,研究了再生剂对不同老化程度沥青再生性能的影响,并探讨了再生沥青的化学组成与物理性能之间的关系.结果表明,对于轻度老化沥青和中度老化沥青,当新沥青的用量分别为40%和60%时,掺入10%～15%的再生剂即可使再生沥青的物理性能满足新沥青的规范要求,而重度老化沥青由于其沥青质含量较高...     

植物废油再生沥青及其性能研究

为了研究植物废油再生沥青的性能,该文采用烘箱老化沥青的方法使其达到预期老化要求,选取植物废油不同掺量进行沥青再生,利用三大指标试验确定了废油掺加量为15%时再生沥青性能最优,在最佳掺量下调和沥青再生,对比分析了沥青老化前后以及再生沥青混合料性能。结果表明:沥青再生前后分子量变化较小,结合SSNMR试验发现沥青再生前后仅仅化学电性发生变化,主要电化学位移基本相似;布氏黏度试验表明再生沥青能够有效降低沥青老化的成型压实温度和拌和温度;混合料试验表明,15%废油再生沥青和基质沥青相比稳定度差异较小,流值变大,整体性能一致。植物废油再生沥青具有良好的再生效果。     

再生剂在老化沥青中浸润机理及影响因素研究

为了研究再生剂在老化沥青表面浸润的问题,运用悬滴法、躺滴法分别获得再生剂表面张力以及再生剂在老化沥青表面接触角,通过计算得到浸润热力学参数——铺展系数以及动力学参数——润湿初始速度率的方法。研究沥青种类、沥青老化程度、再生剂种类与铺展系数以及润湿速度指数的关系,揭示上述因素对再生剂浸润性能的影响,结果表明:再生剂在50号沥青与70号沥青的短期老化沥青上的浸湿功要大于在长期老化沥青上的浸湿功,这说明随着沥青老化程度的加深,再生剂在老化沥青表面扩散变难。旋转薄膜老化后的50号沥青与70号沥青再经过烘箱老化,再生剂在烘箱老化沥青上的润湿初始速度变小,表明沥青老化程度的加深阻碍了再生剂在老化沥青表面的扩散。通过分析浸湿功方程以及润湿初始速度方程,再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面的扩散性能越好。对再生剂在老化沥青表面浸润效果进行评价,研究结果可为沥青再生的工程应用提供理论依据。     

沥青多次再生性能研究

沥青路面热再生技术因其性能优良、质量稳定,已在国内得到广泛应用。学者主要针对沥青的一次老化与再生问题进行了相关研究,对于沥青多次老化再生问题还很少涉及。选择70号基质沥青为研究对象,采用室内试验模拟沥青3次老化、再生过程,通过针入度、软化点、延度、布氏黏度等试验探讨了基质沥青多次再生路用性能的变化规律。研究结果表明,基质沥青经历多次老化、再生,再生时再生剂掺量相同的情况下,高温性能提升,流变性能变差,低温性能衰减;掺加再生剂时应重点关注老化沥青低温性能的恢复。     

沥青再生剂性能研究与评价

分别测试4种再生剂的粘度、闪点、密度、旋转薄膜质量损失、饱和分和芳香分含量等质量指标,对比分析4种再生剂基本性能,初步得出再生剂各项质量指标优劣次序;在此基础上,分别将A、B、C、D型4种再生剂对不同老化程度的沥青进行再生,并对比研究再生沥青针入度、软化点、延度、PI指数、薄膜烘箱试验前后质量变化等指标,得出了不同种类、不同掺量再生剂对老化沥青再生效果的变化规律。最后,综合各项再生剂及再生沥青性能指标,全面评价4种再生剂性能优劣,推荐出再生剂性能优劣综合排序为C、D、A、B型。     

分子动力学模拟老化沥青的再生机理

再生沥青路面(RAP)在使用过程中,通常会使用再生剂来保证其整体性能。然而,关于再生剂在RAP中的再生机理,很少有原子尺度的解释。本文主要聚焦老化沥青再生行为的原子建模,分别构建了三种类型的沥青模型(新沥青、老化沥青和再生沥青),对比分析了其热力学、玻璃化转变行为、自由体积、自扩散和原子结构。结果表明,掺加10%再生剂后,老化沥青的自由体积增加了4.43%,玻璃态转变温度降低了11.82℃。再生剂通过增加RAP粘结剂的内聚力,以提高其抗裂性。沥青氧化老化后形成致密且平行堆积的沥青质结构,再生剂的引入起到解聚作用,扭转老化的负面影响,恢复粘结剂的微观结构,从而恢复其部分性能。     

渗透性沥青再生剂及再生沥青性能研究

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生剂的基本组分搭配比例和混合温度对老化沥青针入度值和延度的影响,检测了渗透性沥青再生剂的基本性能指标及再生沥青的耐久性,研究了再生剂在老化沥青中的扩散进程、再生沥青胶浆的高温稳定性及再生沥青的低温抗裂性。试验结果表明:渗透性沥青再生剂的基本性能、再生沥青的耐老化性能均能符合现有规范要求;渗透性沥青再生剂作用下的沥青25℃针入度差值更大,其渗透能力优于普通沥青再生剂;通过掺入渗透性沥青再生剂对老化沥青进行再生,制备得到的再生沥青的高温稳定性及低温抗裂性与基质沥青相当。     

生物油再生沥青胶结料路用性能分析

为研究生物油再生沥青胶结料的路用性能，分析比较了基质沥青与生物油再生沥青胶结料的流变性质与化学特性。首先通过三大指标与黏度测试确定生物油在老化沥青中的最佳掺量；之后重点分析最佳生物油掺量下再生沥青与基质沥青的高温与疲劳性能，高温性能通过多应力蠕变回复试验（MSCR）测试，疲劳性能通过DSR时间扫描测试；最后利用红外光谱（FTIR）和凝胶渗透色谱（GPC）测试分析2种沥青的化学特性。研究结果表明：10%生物油可恢复老化沥青针入度与延度至基质沥青水平；基质沥青与10%生物油再生沥青的PG分级分别为PG64-16与PG70-16；MSCR结果表明再生沥青相比基质沥青具有较好的高温性能；N_f50指标表明再生沥青的抗疲劳性能较基质沥青胶结料更好，因为2种沥青模量相近，再生沥青的弹性组分含量更高；FTIR结果表明生物油稀释了老化沥青中高极性的亚砜基；GPC结果表明生物油降低了老化沥青中的大分子和小分子含量，改善了老化沥青分子量分散度。生物油改善了老化沥青的路用性能和化学特性，是一种较有潜力的沥青再生剂。     

再生剂对SBS改性沥青宏观性能与微观结构的影响

通过制备SBS改性剂掺量为0～5.0%的改性沥青并测试针入度、软化点、5℃延度、弹性恢复以及旋转黏度,研究了改性沥青宏观指标与SBS改性剂掺量间的联系。改性沥青再生试验表明：含SBS改性剂成分的B再生剂比普通A再生剂对老化改性沥青再生效果更好,抗老化能力也更为优异。采用红外光谱测试以及荧光显微镜成像对改性沥青中SBS改性剂含量进行定量以及定性的测定,并与改性沥青宏观指标相对应。改性沥青老化后其SBS改性剂含量降低,仅使用再生剂对其进行再生并不能恢复SBS改性剂含量,A/B新旧混合沥青中SBS改性剂含量进一步提升,可以达到3.05%的较高含量。采用动态剪切流变(DSR)试验研究改性沥青的高温抗车辙能力,老化后回收沥青的高温稳定性增强,掺入再生剂会降低其高温抗车辙能力,再生沥青、新旧混合沥青与新改性沥青的高温特性相似。     

基于沥青和沥青混合料性能的再生剂合理掺量分析

为了确定合理的再生剂掺量,在试验室内模拟就地热再生工程,以鞍山森远SZS再生剂为例,研究再生剂不同掺量对沥青性能和沥青混合料性能的改善作用。研究结果表明:利用规范中推荐公式计算得出再生剂合理掺量为5.3%;再生剂性能分析得出再生剂中含有大量的芳香分,可以提高旧沥青的针入度和延度,但是降低软化点和粘度,在考虑沥青四项性能的原则下,合理再生剂掺量为5.3%~6.4%;再生剂对沥青混合料性能改善作用明显,可以提升水稳定性和低温抗裂性,但是降低力学性能和高温稳定性,在考虑四项沥青混合料性能的条件下,再生剂合理掺量为4.6%~5.0%;综合沥青性能与沥青混合料性能,在节省成本的前提下得出最佳掺量为4.6%。     

基于表面润湿理论的再生剂-老化沥青界面扩散行为评价

为研究再生剂-老化沥青界面扩散行为及其影响因素,采用Wilhelmy吊片法测试了不同温度下再生剂的表面张力及其与老化沥青间的接触角,计算得到润湿过程中的热力学参数浸润功和动力学参数润湿速度（润湿时间）,研究了再生剂自身性质、环境温度及沥青老化程度对界面扩散行为的影响。结果表明：环氧大豆油（ESO）的掺入降低了再生剂的接触角,增大了浸润功,加快了润湿速度,缩短了润湿时间,提升了再生剂的润湿性能,促进了再生剂-老化沥青的界面扩散,而十二烷基苯磺酸（DBSA）的掺入则对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响;温度对再生剂-老化沥青界面扩散行为影响显著,随着温度升高,再生剂的黏度降低,接触角减小,润湿速度加快,再生剂在较短时间内即可充分包裹老化沥青表面;再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面浸润功越大,界面扩散动力越大,扩散过程更易自发进行;再生剂在老化沥青表面的接触角越小,其在老化沥青表面的润湿速度越快,再生剂液滴更容易形成包裹老化沥青表面的再生剂膜;再生剂的黏度越低,流动性越好,其在老化沥青表面的润湿速度越快,有利于再生剂-老化沥青界面的扩散;沥青的老化对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响,随沥青老化程度的加深,再生剂在其表面的润湿性能下降,界面扩散程度降低。故为保证再生剂对老化沥青的再生效果,在再生剂选择及研发时,应优先选用表面张力更大、黏度更低且与老化沥青间接触角更小的再生剂。     

复合再生剂对老化SBS改性沥青性能和结构的影响研究

将复合再生剂和普通沥青再生剂分别用于老化SBS改性沥青的再生,通过再生沥青的物理性能、化学组成分析和红外光谱测试研究了两种再生剂对老化SBS改性沥青性能和结构组成的影响。物理性能测试结果表明:复合再生剂对老化SBS改性沥青物理性能的恢复作用优于普通再生剂,当复合再生剂的掺量达到老化沥青质量的8%时,再生SBS改性沥青的性能基本接近老化前SBS改性沥青的性能;红外光谱和化学组成测试结果显示:普通再生剂只能调节老化SBS改性沥青中基质沥青的化学组成,无法修复SBS断裂的分子链,而复合再生剂不仅能调节老化SBS改性沥青中基质沥青的化学组成,还可通过其分子结构中的极性环氧基团与SBS的降解产物发生化学反应以修复SBS因老化发生降解的分子链。     

就地热再生沥青混合料SYS再生剂最佳掺量确定

文中通过抽提试验分离就地热再生沥青混合料的旧沥青、旧集料,测试了不同SYS再生剂掺量下热拌再生沥青混合料的水稳性能、低温性能、高温性能;分析了SYS再生剂掺量对热拌再生沥青混合料路用性能的影响规律,以合理确定SYS再生剂掺量。结果表明SYS再生剂明显增加了混合料的水稳定性和低温稳定性,一定程度上降低了高温稳定性能;确定依托工程SYS再生剂的最佳掺量为3%。     

复合再生改性沥青性能的试验研究

再生沥青可以使老化沥青路用性能得到一定的恢复,但不能恢复其所有性能。本研究利用再生与改性复合作用对老化沥青性能进行改善,在宏观性能试验评价的基础上,再进行复合再生改性沥青的微观性能试验评价。研究内容包括:复合再生改性沥青试样制备,复合再生改性沥青性能的宏观与微观试验评价等。研究结果表明,沥青组分试验与SEM试验结果与宏观指标所表现的规律基本一致,再生与改性综合技术可以使老化沥青的高低温性能得到较好地恢复,解决了单一再生沥青的低温性能恢复不好地问题。通过对比分析沥青组分含量、SEM图与宏观性能指标之间的联系,探讨老化沥青复合再生改性作用的微观机理。研究结果具有一定的理论与实用价值。